DE2140768B2 - Kabelanschluß für ein flüssigkeitsgekühltes Hochstromkabel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kabelanschluß zum Anschließen eines flüssigkeitsgekühlten, von einem Schlauch umschlossenen, mehrere auf einem Kreis angeordnete stromführende Litzen aufweisenden, frei durchhängenden Hochstromkabels eines elektrischen Lichtbogenofens an eine Stromschiene, mit einem hohlzylindrischen Kontaktteil, auf dessen Außenseite der Schlauch festgeklemmt ist und an dessen Innenseite die Litzen des Kabels angelötet sind.

Bei einem bekannten Kabelanschluß dieser Art (US-PS 32 65 803) sind die Enden der stromführenden Litzen im Hohlraum eines hohlzylindrischen Kontaktteils angelötet, wobei sich die Gefahr ergibt, daß sich bei einem Ausfall der Flüssigkeitskühlung das Kabel sowie der Kabelanschluß auf Grund der sehr hohen Strombelastung sehr schnell erhitzen, wodurch die Lötverbindung ihre mechanische Festigkeit verliert und die Gefahr besteht, daß sich einzelne oder sogar alle Litzen aus dem Kabelanschluß lösen und herabfallen. In diesem Fall können schwere Beschädigungen, beispielsweise des Lichtbogenofens sowie des zu seiner Speisung verwendeten Transformators und erhebliche Gefahren für das Bedienungspersonal entstehen. Bei einem weiteren bekannten Kabelanschluß ähnlicher Art (DT-AS 10 48 651) sind die Enden der Litzen in Endstücke eingelötet, die mit Hilfe einer Klemmvorrichtung an dem Kabelanschluß festgeklemmt werden. Auch hierbei besteht die Gefahr, daß sich die Enden der stromführenden Litzen bei einer Überhitzung aus den Endstücken und damit vom Kabelanschluß lösen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kabelanschluß der eingangs genannten Art zu schafften, bei dem sich eine hohe Sicherheit gegen das Herausfallen einzelner oder aller Litzen aus dem Kabelanschluß bei Auftreten einer übermäßigen Erwärmung auf Grund eines Ausfalls der Flüssigkeitskühlung ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Teil der Litzen zusätzlich zugfest an dem hohlzylindrischen Kontaktteil festgeklemmt ist.

Durch diese Ausgestaltung des Kabelanschlusses wird das Hochstromkabel auch dann sicher in dem Kabelanschluß festgehaUerc, wenn eine übermäßige Erwärmung des Kabels sowie des Kabelanschlusses auf Grund eines Ausfalls der Flüssigkeitskühlung auftritt, die zum Schmelzen des Lots führt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Es ist zwar in der Elektrotechnik üblich. Leitungen bei besonderen Anforderungen an die Zugfestigkeit und die Stromtragfähigkeit nicht nur anzuklemmen, sondern die Klemmverbindung zusätzlich zu verlöten. Bei Lichtbogenofen-Kabeln sind jedoch lediglich getrennte Klemm- und Lötanschlüsse bekannt (DT-AS 10 48 651), wobei sich ein relativ aufwendiger Aufbau ergibt. Außerdem ist bisher nicht erkannt worden, daß sich einerseits ein sehr einfacher Aufbau, andererseits eine ausreichende Zugfestigkeit auch bei Erwärmung des Kabels und des Kabelanschlusses bei zusätzlichem Festklemmen von lediglich einem Teil der Litzen ergibt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine teilweise längsgeschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform des Kabelanschlusses,

F i g. 2 einen Querschnitt durch das Kabel entlang der Linie 2-2 nach F i g. 1.

F i g. 3 eine Ansicht einer einzelnen Klemmvorrichtung bei Betrachtung in Richtung der Pfeile 3-3 nach

Fig. 1.
F i g. 4 einen Teilschniti: entlang der Linie 4-4 nach

Fig. 1.

F i g. 5 eine Endansicht des in F i g. 1 gezeigten Kabelanschlusses.

In F i g. I ist ein Ende eines wassergekühlten elektrischen Hochstromkabels für elektrische Lichtbogenofen gezeigt, wobei dieses Kabel eines einer Anzahl derartiger Kabel ist, die sich zwischen einem üblichen (nicht gezeigten) Transformator und einem (nicht gezeigten) elektrischen Lichtbogenofen erstrecken. Üblicherweise werden zumindest drei derartige Kabel verwendet, und zwar jeweils eines für jede Phase des üblicherweise verwendeten Dreiphasenstromes. Auf Grund des großen Stroms derartiger öfen können jedoch zwei bis vier oder mehr Kabel für jede Phase verwendet werden, wodurch sich in vielen Fällen eine Gesamtzahl von sechs bis zwölf oder mehr derartiger Kabel pro Ofen ergibt. Die Sekundärspannung eines derartigen Transformators liegt bei wenigen hundert Volt, und der Sekundärstrom kann bis 100 000 Ampere pro Phase betragen. Derartige Kabel werden in verschiedenen Größen hergestellt, wobei ein derartiges einzelnes Kabel mit einer Querschnittsgröße von 4550 mm² 21 000 A

übertragen kann, während ein anderes mit einer Querschnittsgröße von 9100 mm² 45 000 bis 50 000 A übertragen kann.

Das in F i g. 1 gezeigte Ende des Hochstromkabels 15 ist an einem Kabelanschluß 14 befestigt Der Kabelanschluß 14 besteht aus schwerem Kupfer und weist einen klingenförmigen Teil 16 auf, der mit dem Ofen verbindbar ist Ein (nicht gezeigter) Kabelanschluß von ähnlichem Aufbau ist mit dem anderen Ende des Kabels 15 verbunden und an dem (nicht gezeigten) Transformatoi angeschlossen. Der klingenförmige Teil 16 weist ebene entgegengesetzte Seiten 18 (F i g. 5) auf, mit denen er an dem entsprechenden Anschluß des Ofens oder Ti ansiormators verschraubt ist; hierzu ist er mit mehreren mit Abstand angeordneten Löchern 20 versehen, die sich quer durch ihn erstrecken. Das vordere Ende des klingenförmigen Teils 16 ist mit einer Gewinde-Durchlaßöffnung 24 versehen, die zum vorderen Ende eines Kühlwasserkanals 26 ^führt, dessen entgegengeseiztes Ende mit einer hinteren öffnung 28 versehen ist, die in einen hohlzylindrischen Kontaktteil 30 des Kabelanschlusses 14 mündet. IXt hohlzylindrische Kontaktteil 30 weist eine äußere im allgemeinen zylindrische Oberfläche 32 auf, die mit mehreren ringförmigen kegelstumpfförmigen Zähnen 34 versehen ist, die mit der Innenoberfläche 36 eines Schlauches 38 aus synthetischem Gummi, wie aus dem unter dem Handelsnamen Neopren bekannten Gummi, in Eingriff stehen und diese durchdringen. Das vordere Ende des Schlauches 38 ist von mehreren in Längsrichtung mit Abstand angeordneten ringförmigen Schlauchklemmen 40 umgeben, die den Schlauch 38 straff umfassen und zusammendrücken und eine wasserdichte Verbindung ergeben, wobei die Innenoberfläche 36 des Schlauches 38 mit den ringförmigen Zähnen 34 auf dem Kontaktteil 30 in verzahnten Eingriff gebracht werden.

Der Kontaktteil 30 ist in der Nähe der inneren oder rückwärtigen öffnung 28 des Kühlwasserkanals mit einer Bohrung 42 versehen, die in eine erweiterte Bohrung 44 mündet, wobei sich eine ringförmige Schulter 46 zwischen diesen Bohrungen erstreckt. In die Bohrung 42 ist das vordere Ende eines Rohres 48, vorzugsweise aus Kupfer, eingesetzt, dessen hinteres Ende in die innere zylindrische Oberfläche 50 eines mit Nuten versehenen durchbrochenen Schlauches 52 eingesetzt ist und mit d'esem im Eingriff steht, wobei der Schlauch 52 aus elastischem verformbarem Material, wie z. B. Gummi oder synthetischem Gummi, besteht und eine Vielzahl von mit Abstand angeordneten Durchbrechungen 54 für die Strömung des Kühlwassers aufweist. Die mit Nuten versehene äußere Oberfläche 56 steht mit der durchbrochenen schlauchförmigen Umhüllung 58 jeder der Litzen 64 in Berührung, wobei die Durchbrechungen 62 der schlauchförmigen Umhüllungen 58 direkt zu den Litzen 64 aus feinem Kupferdraht führen.

Der (nicht gezeigte) transformatorseitige Kabelanschluß ist, wie oben bereits angegeben, ähnlich dem Kabelanschluß 14 ausgebildet, jedoch mit der Ausnahme, daß ein dem klingenförmigen Teil 16 entsprechendes klingenförrniges Teil unter rechtem Winkel zur Achse des hohlzylindrischen Kontaktteils angeordnet ist.

Das vordere Ende 66 von vorzugsweise zwei einzelnen Litzen 64 ist in einer Hülse 68 eingeschlossen, und zwar rückwärts in einer geringen Entfernung von der ringförmigen Schulter 46. Die Hülse 68 weist einen rechteckigen Querschnitt (F i g. 4) auf und ist bei 72 zur Aufnahme des Schaftes eines Stehbolzens 74 durchbohrt, der außerdem durch ein Loch 76 in dem abgeflachten Teil 78 des Fndes 66 der Litze 64 verläuft und in ein mit Gewinde versehenes Loch 80 in dem Kontaktteil 30 eingeschraubt ist Auf das innere Ende des Bolzens 74 ist eine Mutter 82 aufgeschraubt. Die \erbleibenden Litzen 64 liegen ebenfalls an der ringförmigen Schulter 46 innerhalb des Kontaktteils 30 an, sind jedoch nicht mit Hilfe von Bolzen 74, Muttern 82 und Hülsen 68 befestigt.
Die nicht verankerten Litzen <>4 sind in der erweiterten Bohrung 44 mit Hilfe einer Weichlotfüllung 84 befestigt, die in die erweiterte Bohrung 44 im geschmolzenen Zustand eingegossen wurde, nachdem die zwei verankerten Litzen 64 an ihrem Platz festgeschraubt wurden. Die Enden 66 der Litzen 64 weisen ursprüng-

»5 Hch einen kreisförmigen Querschnitt auf. Die Enden 66 derjenigen Litzen, die verankert werden sollen, werden jedoch durch die Hülsen 68 von ursprünglich kreisförmigem Querschnitt geführt, und diese Hülsen und die Enden 66 in ihnen werden dann auf einen rechteckigen

ao Querschnitt gepreßt, wie es in den F i g. 3 und 4 dargestellt ist. Das Pressen klemmt die Litzenenden 66 fest und unlösbar in den Hülsen 68 ein, worauf das Durchbohren der Hülsen 68 und der darin angeordneten Litzen durchgeführt werden kann. Die Verankerung wird dann in der oben beschriebenen Weise durchgeführt, worauf die verbleibenden Enden 66 der nicht verankerten Litzen 64 in die erweiterte Bohrung 44 eingesetzt werden. Die Anordnung wird dann aufrecht gestellt und geschmolzenes Weichlot wird in den Kontaktteil 30 eingegossen, und zwar um das Rohr 48 und den Schlauch 52 herum in die erweiterte Bohrung 44 und in das Innere des Schlauches 38 im wesentlichen bis zum vorderen Ende der durchbrochenen Umhüllungen 58.

Im Betrieb ist ein (nicht gezeigter) Kabelanschluß jedes Kabels mit dem Transformator verbunden, während das vordere klingenförmige Teil 16 des Kabelanschlusses 14 an dem Ofen verschraubt ist. Die Anschlußöffnung 24 ist mit dem entsprechenden Rohr am Ofen verbunden, während die entsprechende Anschluß öffnung des transformatorseitigen Kabelanschlusses mit einer Kühlwasserquelle verbunden ist. Als Ergebnis wird während des Betriebs des Ofens die durch den elektrischen Stromfluß durch jedes Kabel und außerdem durch die Wärme des Ofens selbst hervorgerufene Wärme durch das Kühlwasser abgeführt, das durch den durchbrochenen mit Nuten versehenen Schlauch 52 und dann um die umhüllten Litzen 64 auf Grund der Durchbrechungen 54 bzw. 62 strömt.

Wenn aus irgendeinem Grund die Wasserströmung durch das Kabel unterbrochen oder stark vermindert wird, steigt die Temperatur innerhalb des Kabels schnell an. wodurch die Lotfüllung 84 innerhalb des Kontaktteils 30 geschmolzen wird. In diesem Fall werden die verankerten Litzen 64 jedoch mit Hilfe der BoI-zer. 74, der Muttern 82 und der Hülsen 68 fest in dem Kontaktteil 30 gehalten. Die derart verankerten Litzen 64 dienen nunmehr mechanisch als Sicherheitselemente und verhindern, daß die übrigen Litzen des Kabels aus dem Kontaktteil 30 herausgleiten können. Auf diese Weise werden Schaden durch herausfallende und gegen das Ofengehäuse fallende Leiter und Verletzungen von in der Nähe befindlichen Arbeitern, sei es durch das fallende Gewicht, oder durch den so frei werdenden starken elektrischen Strom vermieden, wobei diese letztere Gefahr insbesondere dann groß ist, wenn Wasser auf den Boden des Ofenraumes gelangt ist oder auf diesem steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kabelanschluß zum Anschließen eines flüssigkeitsgekühlten, von einem Schlauch umschlossenen. mehrere auf einem Kreis angeordnete stromführende Litzen aufweisenden, frei durchhängenden Hochstromkabels eines elektrischen Lichtbogenofens an eine Stromschiene, mit einem hohlzylindrischen Kontaktteil, auf dessen Außenseite der Schlauch festgeklemmt ist und an dessen Innenseite die Litzen des Kabels angelötet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Litzen (64) zusätzlich zugfest an dem hohlzylindrischen Kontaktteil (30) festgeklemmt ist.

2. Kabelanschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtungen für die Enden (66) der Litzen (64) aus an der Innenwand des Kontaktteil (30) befestigten und sich von dieser nach innen in den Hohlraum (44) des Kontaktteiles (30) erstreckenden Stehbolzen (74) mit Schraubenmuttern (82) bestehen und daß die vorderen Enden (66) der festgeklemmten Litzen (64) Löcher aufweisen, durch die die Stehbolzen (74) verlaufen.

3. Kabelanschluß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Enden (66) der festgeklemmten Litzen (64) Hülsen (68) aufgepreßt sind, welche Löcher aufweisen, die miteinander und mit dem Loch in den Enden (66) der Litzen (64) fluchten.

4. Kabelanschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Kühlflüssigkeitsdurchlaß konzentrisch im Hohlraum (44) des Kontaktteils (30) ein Rohr (48) angeordnet ist und daß der Zwischenraum zwischen dem Rohr (48) und der Innenwand des Kontaktteils (30) mit Lot (84) gefüllt ist.

5. Kabelanschluß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Lot (84) die Enden (66) der Litzen (64) und die Hülsen (68) umschließt.

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